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特发性肺纤维化患者血清热休克蛋白47和血管内皮生长因子的动态变化及其临床意义

2022-04-06刘佳育张群徐伟

中国现代医学杂志 2022年5期
关键词:期组肺纤维化稳定期

刘佳育,张群,徐伟

(1.天津市胸科医院 呼吸与危重症医学科,天津300051;2.吉林大学第二医院 急诊与重症医学科,吉林 长春130041;3.吉林大学第二医院 呼吸与危重症学科,吉林 长春130041)

特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)是一种特殊类型的慢性、进行性、纤维化性间质性肺疾病,其发病原因尚不十分明确[1-2]。该病的发病率较高,好发于老年人群,且预后差,确诊后的中位生存期仅为2~3年[3]。有研究[4]指出:IPF 患者病情严重程度评估不精准是造成预后质量不佳的主要原因之一。因此,探寻能够精准评估IPF 病情的指标尤为必要。热休克蛋白47(heat shock protein 47, HSP47)存在于内质网,参与前胶原加工、折叠、合成及分泌过程,是胶原特异性分子伴侣[5]。肺纤维化的主要病理改变是细胞外基质合成增多,而胶原蛋白是细胞外基质的重要成分,因此推测HSP47 参与了肺纤维化的过程,但目前国内尚无可信度高的论证资料。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)是一种高度特异性促血管内皮细胞生长因子,有研究[6-7]表明肺间质纤维化患者血清VEGF 水平异常升高,但缺乏血清VEGF 评估IPF 病情方面的研究。本文探讨IPF 患者血清HSP47 和VEGF 的变化情况,拟探明其对IPF 病情评估的意义,以期为IPF 的临床治疗提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月—2019年8月天津市胸科医院收治的加重期IPF 患者、稳定期IPF 患者及同期本院体检健康者共141 例为研究对象,分别纳入加重期组、稳定期组及健康对照组,每组47 例。加重期组:男性30 例,女性17 例;年龄49~79 岁,平均(61.26±6.38)岁;IPF 病程3 个月~4年,平均(12.16±0.29)个月;有吸烟史者16 例;均存在一定程度的呼吸困难。稳定期组:男性32 例,女性15 例;年龄50~78 岁,平均(60.14±6.03)岁;IPF病程3 个月~5年,平均(12.23±0.32)个月;有吸烟史者14 例。健康对照组:男性33 例,女性14 例;年龄46~79 岁,平均(59.34±6.73)岁;有吸烟史者15 例。3 组性别、年龄、吸烟史等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05),加重期组与稳定期组IPF 病程比较,差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经医院医学伦理委员会审核批准,患者家属知情并签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准:①IPF 患者均符合IPF 的临床诊断标准[8],经皮肺活体组织检查证实。②健康对照组经本院体格检查确诊身体健康,无可能影响本文相关检测指标的疾病。③所有对象临床资料完整。排除标准:①不能进行明确分期的IPF 者。②近期服用过可能影响检测指标药物者。③未能完成本研究中所有检测项目者。加重期评价标准:①近期发生无法解释的呼吸困难加重;②影像学检查发现肺部浸润;③有低氧血症的客观证据。稳定期评价标准:明确诊断为IPF,但未出现加重期各指征。

1.3 方法

1.3.1 血标本采集处理 加重期组和稳定期组患者均于清晨空腹静卧采集肘静脉血4 mL,分2 mL分别装入含10%乙二胺四乙酸30 pL 的试管中,迅速摇匀后,在4℃下以3 000 r/min 离心10 min,离心半径8 cm,常规分离血浆留取血清保存于-20℃冰箱待测。健康对照组于体检当日采集血标本;IPF 患者于入院当日采集血标本并进行肺功能指标测定,评价肺纤维化程度。

1.3.2 血清HSP47、VEGF 水平检测 采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测各组血清HSP47、VEGF水平。严格按照HSP47 试剂盒(上海信裕科技有限公司),VEGF 试剂盒(北京健平九星生物医药科技有限公司)说明书进行操作。

1.3.3 肺功能评价 采用美国森迪斯公司生产的Vmax 221v 型肺功能仪检测患者的肺功能,操作严格执行厂家配套的操作标准说明。检测指标包括:第1 秒用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)及肺一氧化碳弥散量(DLCO),计算第1 秒用力呼气容积占用力肺活量比值(FEV1%)及一氧化碳弥散量占预计值百分比(DLCO%pred)。

1.3.4 肺纤维化程度评价 肺纤维化程度采用高分辨率CT(HRCT)扫描评价。患者取仰卧位,-600~800 HU 扫描窗位,窗宽1 200~1 500 HU,取肺主动脉弓上沿、隆突及膈肌上1 cm,计算3 个层面纤维化占肺野面积的百分比;计算磨玻璃影、小叶间隔增厚、蜂窝状影累计范围进行评分,评分标准[9]:0 分未见异常,异常表现范围<25%评1 分,异常范围25%~50%评2 分,异常范围50%~75%评3 分(不包括50%),异常范围>75%评4 分。各肺间质改变评分之和为肺间质纤维化评分,评分越高纤维化越严重。

1.3.5 血气分析指标 待IPF 患者保持静息0.5 h后,于动脉采血(尽可能采集桡动脉血,若患者因其他因素影响不能采集桡动脉,则可酌情采集其他部位动脉血)1 mL,置于抗凝试管中,采用气敏电极分别检测动脉血氧分压(PaO2)和动脉血二氧化碳分压(PaCO2)。

1.4 统计学方法

数据分析采用SPSS 23.0 统计软件。计量资料以均数±标准差(±s)表示,比较用t检验或单因素方差分析,进一步两两比较用LSD-t检验;相关分析用Pearson 法。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组血清HSP47、VEGF、PaO2、PaCO2 及HRCT评分比较

3 组血清HSP47、VEGF 水平整体比较,经方差分析,差异有统计学意义(P<0.05),加重期组高于稳定期组,稳定期组高于健康对照组;3 组血清PaO2、PaCO2及HRCT 评分比较,差异有统计学意义(P<0.05),加重期组PaCO2水平和HRCT 评分高于稳定期组,而PaO2低于稳定期组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组血清HSP47、VEGF、PaO2、PaCO2及HRCT评分比较 (n=47,±s)

表1 3组血清HSP47、VEGF、PaO2、PaCO2及HRCT评分比较 (n=47,±s)

注:①与健康对照组比较,P <0.05;②与稳定期组比较,P <0.05。

组别HSP47/(ng/mL)VEGF/(ng/L)PaO2/mmHg PaCO2/mmHg HRCT评分健康对照组稳定期组加重期组F/t 值P 值46.37±9.62 109.28±7.95①150.24±11.26①②34.576 0.000 108.27±19.58 335.26±32.63①487.36±25.17①②63.852 0.000-69.28±9.64 51.47±5.74②13.642 0.000-33.63±4.62 37.72±5.18②8.276 0.000-2.41±0.85 4.98±0.82②7.584 0.000

2.2 稳定期组与加重期组肺功能指标比较

稳定期组与加重期组FEV1、FVC、FEV1/FVC、DLCO 等肺功能指标比较,差异有统计学意义(P<0.05),加重期组低于稳定期组。见表2。

表2 两组IPF患者肺功能指标比较 (n=47,±s)

表2 两组IPF患者肺功能指标比较 (n=47,±s)

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2.3 各检测指标的相关性分析

Pearson 相关性分析显示, IPF 患者血清HSP47、 VEGF 水平与 FEV1、 FVC、 FEV1%、DLCO%pred、PaO2呈负相关(P<0.05),与PaCO2、HRCT 评分呈正相关(P<0.05);HSP47 与VEGF 呈正相关(P<0.05)。见表3。

表3 各检测指标间的相关性

3 讨论

IPF 是一种常见且发展迅速的肺间质纤维化疾病,其病理特征与常见的间质性肺炎类似,表现为弥漫性肺泡炎、基质胶原异常聚集并取代正常肺组织细胞结构,纤维细胞病理性增生[10]。目前IPF 发病率呈上升趋势,该病病情进展迅速,严重者可导致心肺衰竭而死亡[11]。由于IPF 的发病机制尚不十分明确,临床治疗主要是缓解其临床症状,缺乏特异性药物,预后较差[12]。因此,准确评估病情有助于指导临床治疗及改善预后。HRCT 和肺部活检是目前临床诊断该病的主要手段,其中肺部活检属于创伤性检查手段,有潜在的手术风险,增加诊断难度,且操作不便,不适合用于早期诊断和病情监测;而HRCT 无法评估肺泡及毛细血管屏障损伤程度,且难以实现早期诊断和监测病情变化。临床急需探寻能够准确评估IPF 病情的生物标志物。

HSP47 具有两个潜在的N-糖基化位点,通常存在于内质网内,是一种分子量为47 kD 的糖蛋白类蛋白,是前胶原的分子伴侣,参与胶原的合成过程,其表达水平影响胶原水平,是胶原成熟的必要条件[13-14]。本研究结果显示,健康对照组血清HSP47 水平低于稳定期组,稳定期组低于加重期组,表明IPF 患者血清HSP47 水平异常升高,且升高程度与病情分期有关,病情越重,HSP47 水平越高。有研究[15]表明,肺纤维化中肌成纤维细胞、部分巨噬细胞、Ⅱ型肺泡上皮细胞均表达HSP47。由此可见,在肺纤维化的病理状态下,胶原的过度沉积会导致HSP47 水平上调,肺组织被破坏后HSP47 渗透到细胞外周血中,导致血清HSP47 水平升高。目前国内虽然尚未见IPF 患者血清HSP47 水平变化的临床研究,但周永华等[16]研究表明小鼠肝纤维组织中HSP47 mRNA 表达水平上调,其参与纤维化过程。而林梦娇等[17]研究表明HSP47 在慢性缺氧所致心肌纤维化中起一定作用。VEGF 是血管通透性因子,广泛存在于血管内皮细胞,能促进血管内皮增生,增加血管通透性,在维持肺正常结构方面具有重要作用,其水平异常降低可导致肺气肿,而其水平异常升高则与纤维化有关[18]。本研究结果显示,健康对照组血清VEGF 水平低于稳定期组,稳定期组低于加重期组,表明IPF 患者血清VEGF 水平异常升高,且升高程度与纤维化程度呈正相关。在组织器官纤维化过程中,转化生长因子β(Transforming growth factor-β, TGF-β)是最重要的细胞因子,而TGF-β 可通过Smads 蛋白与缺氧诱导因子-1 共同作用VEGF 的表达,造成肺纤维化患者血清VEGF 水平升高。孙爱娟等[18]研究表明,VEGF 在肺纤维化组织内呈阳性表达,与本研究具有一致性。

FEV1、FVC、FEV1%、DLCO%pred 是评价肺功能的有效指标,而肺功能可较为客观地反映患者肺纤维化的严重程度[19]。HRCT 评分法是目前临床最常用的全肺纤维化严重程度评价方法[20]。血气指标是判断机体是否缺氧及呼吸衰竭的指标。本研究中,FEV1、FVC、FEV1%、DLCO%pred、PaO2加重期组低于稳定期组;PaCO2、HRCT 评分加重期组高于稳定期组,表明IPF 加重期患者存在肺功能降低、血气指标异常。相关性分析显示,IPF 患者血清HSP47、VEGF水平与FEV1、FVC、FEV1%、PaO2、DLCO%pred 呈负相关,与PaCO2、HRCT 评分呈正相关。提示血清HSP47、VEGF 可能作为评估IPF 患者病情严重程度的指标。HSP47 与VEGF呈正相关,提示IPF 患者HSP47 与VEGF 存在相互影响,但具体机制尚不清楚。血清HSP47 与VEGF与IPF 的病情分期有关,可能参与了其发病及病情进展过程,由此推测血清HSP47 与VEGF 可以作为IPF 临床诊断及病情评估的辅助指标,但未进一步分析其诊断及病情评估的具体效能,后续将采用专题研究探讨血清HSP47 与VEGF 在IPF 早期诊断及病情评估中的应用价值,以弥补本研究不足。

综上所述,IPF 患者血清HSP47、VEGF 水平异常升高,血清HSP47 水平与VEGF 水平呈正相关,其升高程度与病情密切相关,检测血清HSP47、VEGF 水平有利于辅助评估IPF 患者的病情。

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